并行计算基础：算法设计与编程模型探索

"并行程序设计概述-ast2500手册，有需要可以看看" 本文主要探讨了并行程序设计的基础知识，包括其在科学、工程、数据处理和商务应用等多个领域的应用。并行程序设计相对于传统的串行程序设计，具有更高效的计算能力和资源利用率。在算法层面，它涉及分而治之、分支限界、动态规划、回溯和贪心等策略，以及计算交互、工作池、异步迭代、流水线、主-从架构和细胞自动机等并行计算模式。 编程模型方面，文章提到了冯·诺依曼模型作为串行程序设计的基础，而并行程序设计则涉及隐式并行、数据并行和共享变量模型，以及消息传递机制。编程语言如Fortran、C、COBOL和4GL是串行编程的代表，而KAP、Fortran 90、HPF、X3H5、OpenMP、PVM和MPI等则被用于并行编程。在系统结构上，不同的并行计算环境包括单处理机、共享内存系统（如PVP、SMP和DSM）、数据并行（SIMD）和消息传递系统（如MPP和集群）。 并行计算的发展也体现在算法的标准化和工具的进步。并行编程模型趋向于数据并行（如HPF）、消息传递（如MPI和PVM）和共享变量（如OpenMP）这三种标准模型。串行程序并行系统（SPSS）的概念提出，期望并行机能够提供单一系统映像，允许用户并行运行多个串行任务，利用其增强的计算能力和存储容量。 并行程序设计环境与工具对于用户来说至关重要，它们简化了并行处理的过程，包括算法开发、并行编程和性能评估。用户可以使用高级语言（串行或并行）在并行计算模型上编写程序，从而解决特定应用问题。 本书《并行计算-结构·算法·编程》由陈国良编著，详细介绍了并行计算的硬件基础（如并行计算机系统结构模型、对称多处理机、大规模并行处理机、机群系统和性能评测）、并行算法设计与数值计算算法，以及并行程序设计原理和方法。它不仅适合本科高年级学生和研究生作为教材，也是计算科学与工程领域的研究人员的重要参考书籍。该书内容全面，反映了并行计算的最新成就和发展趋势。